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人形机器人中的具身智能、离身智能和反身智能相互协作、深度融合,共同赋予其强大的智能能力。具身智能通过丰富的传感器和执行器直接与物理世界交互,感知环境并完成物理操作,为机器人提供了紧密的环境适应能力;离身智能则借助大数据、云计算等技术,在远离身体的虚拟空间中进行数据处理与分析,为机器人提供知识支持和决策依据,使其能够基于大量信息做出更优化的策略;反身智能则让机器人能够自我反思和自我调整,通过监控自身的状态和行为,实时优化自身的决策和行动过程。
一、具身、离身与反身智能在信息、控制、协同及其融合
具身智能、离身智能和反身智能在信息、控制、协同及其融合方面存在诸多不同。
1、具身智能
具身智能强调通过多种传感器直接感知物理环境中的信息,如视觉、听觉、触觉、力觉等,获取丰富的多模态数据,这些数据经过处理和融合,为智能体提供对环境的全面感知。基于感知到的信息,具身智能的控制系统能够实时做出决策并指挥执行机构进行物理操作,如机器人的运动控制、机械臂的操作等,以实现特定的任务目标,其控制过程与身体的物理特性紧密相关。具身智能注重身体与环境之间的紧密交互和协同,智能体根据环境反馈不断调整自身行为,以适应环境的变化。同时,多个具身智能体之间也可以通过通信和协作机制,共同完成复杂的任务。具身智能实现了信息感知、认知决策、运动控制等的深度融合,形成一个感知-认知-行动的闭环系统,使其能够在物理世界中自主地执行各种任务。
2、离身智能
离身智能主要依赖于大数据、云计算等技术,从大规模的数据集中提取信息和知识,这些数据可以来自各种渠道,包括传感器数据、网络数据、历史记录等,但通常与物理世界的直接感知相分离。离身智能的控制更多地侧重于对信息和知识的处理和分析,以生成决策和指令。它通过对数据的挖掘、分析和建模,为各种系统和设备提供优化的控制策略,但其控制的执行往往需要借助其他物理设备或系统来实现。离身智能的协同主要体现在不同智能系统之间的信息共享和协作,以及与人类的交互和合作。它可以通过网络和通信技术与其他智能体或系统进行交流,共同解决复杂问题,但其协同过程相对独立于物理世界。离身智能与具身智能的融合是当前研究的一个重要方向,通过将离身智能的强大数据分析和建模能力与具身智能的物理交互能力相结合,可以实现更智能、更灵活的系统应用。
3、反身智能
反身智能不仅要感知外部环境的信息,还会不断地对自己的内部状态、行为过程、认知过程等进行反思和监控,即将自身作为观察和分析的对象,生成一种自我意识和自我认知的信息。基于自我反思和认知的结果,反身智能能够对自身的行为主动进行调整和优化,实现自我控制和自我管理。这种控制不仅包括对外部行为的调节,还包括对内部心理状态、思维模式等的控制。反身智能的协同主要体现在个体内部不同层次、不同模块之间的协同工作,以及与外部环境和其他智能体的相互作用中。它能够通过自我调整和适应,更好地与周围的世界进行协同,实现共同的目标。反身智能与具身智能和离身智能的融合可以形成更加复杂和高级的智能系统。例如,在机器人系统中,具身智能使其能够感知和操作物理世界,离身智能为其提供大数据分析和决策支持,而反身智能则使其能够自我反思和优化自身的行为,从而使机器人具备更强的自主性和适应性。
二、人形机器人中的具身、离身与反身智能
在人形机器人系统中,具身智能、离身智能与反身智能相互融合,形成高度协同的智能体系。具身智能通过传感器和执行器与物理环境直接交互,获取实时感知数据并执行物理操作,为机器人提供了对环境的直接适应能力;离身智能则利用大数据、云计算等技术,在虚拟空间中进行信息处理与知识提炼,为机器人提供决策支持和优化策略;反身智能使机器人能够自我监测、反思和调整自身状态与行为模式,确保其在复杂任务中的灵活性和可靠性。三者融合使机器人能够在多变环境中自主学习、优化决策并高效执行任务,展现出强大的适应性和智能水平。
1、信息融合
具身智能为人形机器人提供了直接感知物理环境的信息,如通过摄像头获取视觉信息,通过力传感器感知与物体的接触力等,还可能包括温度、湿度等环境传感器的数据。离身智能则为机器人提供了来自外部大数据平台的信息,如天气预报、交通状况等。而反身智能让机器人对自己的内部状态进行监测和反思,如电池电量、电机温度等。这些不同来源的信息在融合过程中,需要进行多源信息/数据格式的统一、时间戳对齐等处理,以确保信息的准确性和一致性。
与此同时,具身智能获取的实时感知信息与离身智能提供的先验知识和大数据分析结果相互补充增强。例如,机器人在陌生环境中,具身智能帮助其感知周围障碍物和地形,离身智能则提供类似环境的经验数据和路径规划建议。反身智能则根据自身状态对信息进行筛选和调整,如根据电量情况确定优先行驶的路径。
2、控制融合
人形机器人涉及分层控制架构,具身智能主要负责低层的运动控制,如关节的精准控制、平衡保持等,确保机器人能够稳定地移动和执行动作。离身智能则在中层进行任务规划和决策,如根据任务目标和环境信息确定要执行的动作序列、规划路径等。反身智能在高层对整体控制进行监督和调整,如在执行任务过程中,根据自身状态和外部环境变化,实时调整任务优先级和控制策略。
还关联各种控制的动态调整,具身智能的运动控制会根据离身智能的任务规划和反身智能的监督反馈进行实时调整。例如,离身智能规划了机器人从 A 点到 B 点的路径,具身智能负责按照规划路径进行运动控制,但若反身智能发现机器人的电量较低,就会及时调整控制策略,使机器人优先寻找充电站,同时离身智能重新规划路径。
3、协同融合
首先是内部模块协同,具身智能的传感器和执行器、离身智能的计算模块和数据处理模块、反身智能的自我监测和反思模块之间需要紧密协同。例如,在机器人抓取物体时,具身智能的视觉传感器捕捉物体位置和姿态,触觉传感器感知抓取力度,离身智能根据这些信息计算出最佳的抓取策略,反身智能则实时监测机器人的状态,如抓取是否成功、是否对自身造成损害等,并将反馈信息传递给其他模块进行调整。
其次与外部环境及人类协同,人形机器人需要与外部环境和其他机器人、人类进行协同工作。具身智能使其能够与其他物体进行物理交互,如与人类握手、搬运物体等;离身智能帮助机器人理解和遵循外部环境的规则和指令,如在工厂中与其他机器协同完成生产任务;反身智能则使机器人能够根据自身状态和任务要求,主动与人类和其他设备进行沟通和协调,如当机器人发现任务无法按时完成时,主动向人类请求帮助或与其他机器人进行任务分配。通过融合三种智能,人形机器人能够在复杂环境中更加自主地完成任务。具身智能使其能够直接与环境交互,离身智能提供更广泛的决策支持和知识,反身智能让机器人能够自我反思和调整,从而在面对各种挑战时做出更合理的决策和行动。融合后的系统能够更好地适应环境变化和任务需求的动态变化。机器人可以利用具身智能实时感知环境变化,离身智能快速分析和更新策略,反身智能根据自身状态和外部情况及时调整,从而在不同场景下保持高效运行。具身智能、离身智能和反身智能的相互融合,使人形机器人的智能水平得到显著提升。它不仅能够完成基本的运动和操作任务,还能进行复杂的决策、规划和自我优化,展现出更接近人类的智能行为。
自我、本我与超我 vs 具身、离身与反身
自我、本我与超我是弗洛伊德精神分析理论中的重要概念。弗洛伊德认为人格是由本我、自我和超我三个部分组成的动态结构。
本我是人格中最原始的部分,从出生就存在。它遵循快乐原则,即追求满足和快乐,避免痛苦。本我包含着人类的基本生物本能和冲动,比如性本能、饥饿、攻击性等。例如,一个婴儿饿了就会哭闹,这是本我的直接体现,他只知道通过本能来表达自己的需求。本我是无意识的驱动力,是精神能量的源泉。它推动个体去满足基本的生理需求和欲望,如果这些欲望得不到满足,个体可能会产生焦虑和不安。
自我是在本我的基础上发展起来的,主要遵循现实原则。它充当本我与外部世界之间的中介,调节本我与超我之间的冲突。自我考虑环境因素和社会现实,对本我的冲动进行控制和约束。比如,当一个人产生愤怒的情绪(本我的冲动)时,自我会评估发泄愤怒的后果,如是否会影响人际关系、是否会受到惩罚等。自我帮助个体适应社会环境,使个体能够在现实世界中生存和发展。它通过合理的计划和决策来满足本我的需求,同时避免产生负面后果。如一个学生可能会有想要玩游戏放松的冲动(本我),但自我会考虑到还有作业没有完成,就会引导他先完成作业再适当玩游戏。
超我是个体在成长过程中,通过内化父母、社会的道德标准和价值观而形成的部分。它遵循道德原则,要求个体遵循正确的社会行为规范。超我会对自我产生监督和批判作用,当个体的行为不符合道德标准时,超我会产生内疚感和羞耻感。比如,一个人如果做了违背自己道德观念的事情,如欺骗他人,超我会让他感到内疚。超我维护社会的道德规范,对个体的行为进行约束和引导,促使个体成为符合社会期望的道德公民。
具身、离身与反身主要是在认知科学、哲学等相关领域被讨论,涉及到的是认知和意识与身体以及外界的关系。
具身强调身体在认知和意识中的基础性作用。身体的结构、感觉运动系统等都影响着我们的认知过程。如我们对物体大小的感知不仅依赖于视觉输入,还与我们身体的运动能力有关。一个篮球运动员因为经常用手接触和运球,他对篮球大小的感知和普通人会有所不同,他的身体经验使他对篮球的大小有更精准的认知。具身理论认为认知不是抽象的、与身体无关的大脑活动,而是深深扎根于身体之中。身体是认知的载体,我们的语言、思维、情感等都与身体密切相关。比如,“沉重的心情”这一表达就体现了情绪与身体感受之间的联系。
离身观念认为认知可以脱离身体而存在。在某些哲学和人工智能的讨论中,会出现离身的观点。在一些关于人工智能意识的设想中,人们会思考是否可以让认知独立于身体硬件而存在,就像软件可以在不同的计算机硬件上运行一样。但目前这种观点还存在很多争议,因为我们对意识的本质等还知之甚少。离身的概念促使人们思考认知的边界和可能性,不过也面临着如何解释认知与身体紧密联系的现实挑战。如很多认知过程,如触觉感知,是依赖于身体的皮肤等感觉器官的,很难想象一个完全没有身体的实体能够产生类似的触觉认知。
反身主要涉及到自我指涉和自我反思的过程。在认知层面,它可以指个体对自己认知过程的认知。当人们思考自己是如何思考一个问题时,就是一种反身行为。在社会学等领域,反身也可以指社会行动者对自身行为和所处社会环境的反思。比如,一个企业在制定发展战略时,反思自己在市场中的定位、过去的战略得失等,这就是一种反身性行为。反身能够帮助个体和社会更好地理解自身的行为和认知过程,从而调整和优化。对于个体来说,反身有助于自我成长和学习;对于社会系统来说,反身有助于社会适应和变革。
自我、本我与超我是精神分析领域对人格结构的剖析,重点关注心理动力和内心冲突;具身、离身与反身则更多地涉及认知与身体、认知与自身的关系,关注认知的基础和过程的反思等方面。
1、自我与具身
做为弗洛伊德理论中人格的中间部分,自我遵循现实原则,负责调节本我、超我与外部世界之间的关系。具身强调认知和行为是基于身体的体验和感知的。自我可以看作是一种具身的认知和调节机制。如当一个人遇到危险时,自我会根据身体的感知(如心跳加速、肌肉紧张等具身反应)和现实情况(如危险的来源、周围环境等)来做出反应。这种反应可能是逃跑、战斗或者寻求帮助,这体现了自我对具身体验的利用和调节作用。
2、本我与离身
本我是人格中最原始的部分,遵循快乐原则,代表了人类的基本生物本能和欲望。离身观念认为认知可以脱离身体而存在。但本我是深深扎根于身体的本能之中,与身体的生理需求紧密相关,从这个角度看,本我和离身观念是有一定矛盾的。本我的欲望和冲动(如饥饿、性欲等)都是基于身体的需求产生的。而离身更多地是在一些理论假设(如某些对人工智能意识的设想)中被提及,本我是人类基于身体本能的内在驱动力,很难像离身所设想的那样脱离身体存在。不过,从纯粹的精神和意识层面来说,在一些心理幻想或者梦境中,本我的某些冲动可能会以一种相对“离身”的象征形式出现。例如,在梦中一个人可能会渴望飞翔来表达自由的本能欲望,这种飞翔并不是基于身体的实际运动,而是一种心理上的象征性表达。
3. 超我与反身
超我是内化的道德和价值观的代表,它对自我和本我进行监督和批判。反身涉及自我指涉和自我反思的过程。超我在一定程度上需要通过自我反思来发挥作用。超我会促使个体进行反身性的思考。如当一个人做出一个违背自己道德观念的行为后,超我会引发个体对自己的行为进行反思,思考自己为什么会这样做,这种行为是否符合道德标准,以及如何避免再次出现类似的情况。这种反思过程就是超我发挥反身作用的体现。而且,超我本身也是个体在成长过程中通过对社会道德规范的自我反思和内化而形成的。
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